内容正文:
第05讲 平面上的距离
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识梳理 3
知识点一:中点坐标公式 3
知识点二:两点间的距离公式 3
知识点三:点到直线的距离公式 3
知识点四:两平行线间的距离 3
03 题型精讲举一反三 4
题型一:两点间距离计算 4
题型二:线段和差最值 4
题型三:点到直线距离计算 5
题型四:点线对称问题 6
题型五:线点对称问题 7
题型六:线线对称问题 8
题型七:平行线间距离计算 8
题型八:数学文化与新定义 9
04 过关测试 11
知识点一:中点坐标公式
若两点、,且线段的中点坐标为,则,,则此公式为线段的中点坐标公式.
知识点二:两点间的距离公式
两点间的距离公式为.
知识点三:点到直线的距离公式
点到直线的距离为.
知识点四:两平行线间的距离
本类问题常见的有两种解法:①转化为点到直线的距离问题,在任一条直线上任取一点,此点到另一条直线的距离即为两直线之间的距离;②距离公式:直线与直线的距离为.
题型一:两点间距离计算
例1.(2026·高一·四川成都·期末)直线和直线分别过定点和,则( )
A. B. C. D.
例2.(2026·高二·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系中,点和点之间的距离为( )
A.2 B.3 C. D.5
例3.(2026·高二·河南许昌·期中)已知四边形的四个顶点为,,,,则四边形ABCD的形状是( ).
A.平行四边形 B.正方形 C.菱形 D.矩形
变式1.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知的顶点为,,,则BC边上的中线长为( )
A.4 B.5 C. D.
变式2.(2026·高二·广东汕头·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是( )
A.5 B. C.4 D.
变式3.(2026·高二·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
题型二:线段和差最值
例4.(2026·高二·江苏南通·阶段检测)已知,是直线上两动点,且,点,,则的最小值为( )
A. B. C. D.12
例5.(2026·高二·黑龙江鸡西·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间的距离的几何问题.结合上述观点,函数的最小值是( )
A. B.4 C. D.
例6.(2026·高二·江苏宿迁·期中)著名数学家华罗庚曾说:“数形结合百般好,隔裂分家万事休”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点之间的距离.结合上述观点,可得的最大值为( )
A. B. C. D.
变式4.(2026·高二·重庆黔江·期中)已知,则的最小值是( )
A.3 B. C. D.
变式5.(2026·高二·山西晋中·阶段检测)函数的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
变式6.(2026·高三·辽宁·阶段检测)已知、,则的最小值是( )
A. B. C. D.
变式7.(2026·高二·四川南充·期末)设,其中.则的最小值为( )
A.8 B.9 C. D.
变式8.(2026·高三·江西·开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点.当三角形三个内角均小于120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对的三角形三边的张角相等且均为120°.根据以上性质,.则的最小值为( )
A.4 B. C. D.
题型三:点到直线距离计算
例7.(2026·高二·广东广州·期中)已知实数x,y满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
例8.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知的三个顶点分别为,则的面积为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
例9.(2026·高二·河北张家口·期中)已知点,直线,则点到直线的距离为( )
A.1 B.2 C. D.
变式9.(2026·高二·新疆哈密·期中)点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
变式10.(2026·高二·天津·阶段检测)已知,两点到直线的距离相等,则的值为( )
A.1 B.0 C. D.
变式11.(2026·高二·吉林长春·阶段检测)已知,两点到直线的距离相等,则a的值为( )
A. B. C.或 D.或
变式12.(2026·高二·广东深圳·期中)已知、两点到直线的距离相等,则的值为( )
A. B. C. D.或
题型四:点线对称问题
例10.(2026·高二·吉林长春·期中)关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
例11.(2026·高二·上海宝山·阶段检测)在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经、边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的面积等于( )
A. B. C. D.
例12.(2026·高二·浙江杭州·期中)点关于直线的对称点坐标为( )
A. B. C. D.
变式13.(2026·高二·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
变式14.(2026·高二·云南玉溪·期中)一光线过点,经倾斜角为的且过的直线反射后过点,则反射后的光线不会经过下列哪个点( )
A. B. C. D.
变式15.(2026·高二·福建福州·期中)若直线与直线关于直线对称,则直线一定过定点( )
A. B. C. D.
变式16.(2026·高二·湖南长沙·期中)已知直线,从点射出的光线经直线反射后经过点,则光线从到的路程为( )
A.2 B.3 C.5 D.6
题型五:线点对称问题
例13.(2026·高二·福建厦门·阶段检测)不论实数取何值时,直线都过定点,则直线关于点的对称直线方程为( )
A. B. C. D.
例14.(2026·陕西宝鸡·一模)直线关于点对称的直线方程( )
A. B.
C. D.
例15.(2026·高二·北京海淀·期中)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.
变式17.直线关于点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
变式18.平面直角坐标系中,直线关于点(1,1)对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
变式19.直线关于点对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
变式20.(2026·高一·黑龙江哈尔滨·阶段检测)与直线关于定点对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
题型六:线线对称问题
例16.(2026·高二·福建厦门·阶段检测)在平面直角坐标系中,若直线l与直线关于直线对称,则直线l的方程为______.
例17.(2026·高二·江苏连云港·阶段检测)直线关于直线对称的直线的方程是________.
例18.(2026·高二·辽宁沈阳·阶段检测)求直线关于直线对称的直线方程为__________.
变式21.(2026·高二·广东阳江·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程__________.(用一般式方程表示).
变式22.(2026·高二·宁夏石嘴山·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程是______.
变式23.(2026·高二·江苏南京·阶段检测)直线关于直线的对称直线方程为__________.
变式24.直线关于直线对称的直线方程为________
题型七:平行线间距离计算
例19.(2026·高二·上海·期中)平行线与之间的距离为________.
例20.(2026·高二·广东潮州·期末)若,分别为两平行直线:,:上任意一点,则的值为______;的最小值为______.
例21.(2026·高二·上海徐汇·期中)两平行直线与间的距离为______.
变式25.(2026·高二·上海·阶段检测)直线与直线间的距离为__________.
变式26.(2026·高二·浙江杭州·期中)平行直线与之间的距离是__________.
变式27.(2026·高二·上海·阶段检测)已知,直线与直线互相平行,则它们之间的距离为_____.
题型八:数学文化与新定义
例22.(2026·高二·福建宁德·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在位置为,若将军从点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为__________.
例23.(2026·高二·内蒙古赤峰·阶段检测)唐代诗人李顾的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为__________.
例24.(2026·高二·福建福州·阶段检测)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分.唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,则将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程的最小值为_____.
变式28.(2026·高二·河北保定·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为____________.
变式29.(2026·高二·上海奉贤·期末)若点在曲线上,点在曲线上,定义.已知有两条直线分别为:,:,则________.
变式30.(2026·高二·广东深圳·期末)“曼哈顿距离”是人工智能中常用的一种测距方式.定义平面上两点,之间的“曼哈顿距离”为.对于平面上两定点,,若动点满足.记的轨迹为,则的面积为______.
1.(2026·高二·贵州黔南·阶段检测)已知点到直线的距离是,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
2.(2026·高二·广东惠州·期中)若直线与直线平行,则两平行线间的距离为( )
A. B. C. D.
3.(2026·高二·天津滨海新区·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
4.(2026·高二·四川自贡·期末)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.函数下列结论正确的是( )
A.的最小值为6 B.的最小值为
C.方程6有两解 D.方程7无解
5.(2026·高三·河北保定·期末)已知,点在函数的图象上,则的面积( )
A.既有最大值,也有最小值 B.没有最大值,但有最小值
C.有最大值,但没有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值
6.在平面直角坐标系中,记平面内一动点(),若点在直线上,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
7.(2026·高二·江西萍乡·期末)已知点在直线上运动,点,则的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.
8.人脸识别是基于人的脸部特征进行身份识别的一种生物识别技术.主要应用距离测试样本之间的相似度,常用测量距离的方式有3种.设,,则欧几里得距离;曼哈顿距离,余弦距离,其中(为坐标原点).若点,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
9.(多选题)(2026·高二·安徽蚌埠·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A.直线MN的倾斜角为 B.点到直线的距离为1
C.点在直线上 D.直线与直线MN平行
10.(多选题)(2026·高二·福建龙岩·期中)已知直线与,则下列选项正确的是( )
A.若,则或 B.若,则
C.直线恒过点 D.若,则,之间的距离为
11.(2026·湖北宜昌·二模)已知坐标原点到直线的距离为,则的最大值为___________.
12.(2026·高二·山东淄博·期中)点到直线为任意实数)的距离的最大值是______.
13.(2026·高二·甘肃张掖·期末)已知直线与平行,且与间的距离是,则______.
14.(2026·高二·广东深圳·阶段检测)已知直线(其中).
(1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线与直线平行,求它们之间的距离.
15.(2026·高二·河南驻马店·期末)已知直线,,.
(1)若,为直线上的点,且,,求直线,的方程;
(2)若,求实数的值及,间的距离.
16.(2026·高二·浙江台州·期末)已知的三个顶点是.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求的面积.
17.(2026·高二·北京朝阳·阶段检测)已知两直线,,两直线的交点为M.
(1)求过点M,且与直线垂直的直线方程;
(2)已知两点,,
①求过点M,且与A,B两点距离相等的直线方程;
②动点P在直线运动,直接写出的最小值.
18.(2026·高二·山东临沂·期中)已知直线经过直线与的交点.
(1)若点到直线的距离为1,求直线的方程;
(2)求点到直线的距离的最大值及此时直线的方程.
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第05讲 平面上的距离
目录
01 思维导图与题型归纳 2
02 基础知识梳理 3
知识点一:中点坐标公式 3
知识点二:两点间的距离公式 3
知识点三:点到直线的距离公式 3
知识点四:两平行线间的距离 3
03 题型精讲举一反三 4
题型一:两点间距离计算 4
题型二:线段和差最值 5
题型三:点到直线距离计算 11
题型四:点线对称问题 13
题型五:线点对称问题 17
题型六:线线对称问题 19
题型七:平行线间距离计算 22
题型八:数学文化与新定义 23
04 过关测试 28
知识点一:中点坐标公式
若两点、,且线段的中点坐标为,则,,则此公式为线段的中点坐标公式.
知识点二:两点间的距离公式
两点间的距离公式为.
知识点三:点到直线的距离公式
点到直线的距离为.
知识点四:两平行线间的距离
本类问题常见的有两种解法:①转化为点到直线的距离问题,在任一条直线上任取一点,此点到另一条直线的距离即为两直线之间的距离;②距离公式:直线与直线的距离为.
题型一:两点间距离计算
例1.(2026·高一·四川成都·期末)直线和直线分别过定点和,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】直线过定点,
直线,
则,可得过定点,
所以.
故选:A
例2.(2026·高二·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系中,点和点之间的距离为( )
A.2 B.3 C. D.5
【答案】D
【解析】点和点之间的距离为.
故选:D.
例3.(2026·高二·河南许昌·期中)已知四边形的四个顶点为,,,,则四边形ABCD的形状是( ).
A.平行四边形 B.正方形 C.菱形 D.矩形
【答案】B
【解析】依题意,,,即,
又线段的中点为,线段的中点为,即线段与互相平分,
因此四边形是矩形,而直线的斜率,直线的斜率,
即,则,所以矩形是正方形.
故选:B
变式1.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知的顶点为,,,则BC边上的中线长为( )
A.4 B.5 C. D.
【答案】B
【解析】设BC的中点为D,
因为,,所以,
所以BC边上的中线长.
故选:B
变式2.(2026·高二·广东汕头·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是( )
A.5 B. C.4 D.
【答案】B
【解析】将直线方程变形为,
令,解得,由此可得直线恒过点,不妨设为,
所以到直线的最远距离为,此时直线垂直于.
又,
所以到直线的距离的最大值为.
故选:B
变式3.(2026·高二·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】依题意,,解得,
所以,所以.
故选:B
题型二:线段和差最值
例4.(2026·高二·江苏南通·阶段检测)已知,是直线上两动点,且,点,,则的最小值为( )
A. B. C. D.12
【答案】A
【解析】不妨设点在点的左边,因直线的倾斜角为,
且,则点的坐标为,
则,
记,
则可将理解为点到的距离之和,
即点到直线的距离之和,依题即需求距离之和的最小值.
如图,作出点关于直线的对称点,则,
连接,交直线于点,则即的最小值,
且,
故的最小值为.
故选:A.
例5.(2026·高二·黑龙江鸡西·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间的距离的几何问题.结合上述观点,函数的最小值是( )
A. B.4 C. D.
【答案】C
【解析】
表示动点到定点和的距离之和,
因为点在直线上运动,
作关于直线的对称点,则,
故,
当且仅当三点共线时取等,
故的最小值为
故选:C
例6.(2026·高二·江苏宿迁·期中)著名数学家华罗庚曾说:“数形结合百般好,隔裂分家万事休”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点之间的距离.结合上述观点,可得的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】,
可转化为轴上一点到点与到点的距离之差.,当且仅当点是射线与轴的交点时取等号,
所以的最大值为.
故选:C
变式4.(2026·高二·重庆黔江·期中)已知,则的最小值是( )
A.3 B. C. D.
【答案】D
【解析】因为表示点到点的距离,
表示点到点的距离,
表示点到点的距离,
设,,,,
则表示的长度的和,
如图所示:
当四点共线时,和最小为,
故的最小值是.
故选:D.
变式5.(2026·高二·山西晋中·阶段检测)函数的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解析】由,
设,,.
得的几何意义为的值.
点关于轴对称点,
所以.
故选:B
变式6.(2026·高三·辽宁·阶段检测)已知、,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】记点、、、,,如下图所示:
易知四边形是边长为的正方形,
所以,,,,
所以,
当且仅当点在线段上时,等号成立,
,
当且仅当点在线段上时,等号成立,
所以
,
当且仅当点为线段、的交点时,等号成立,
故的最小值为.
故选:C.
变式7.(2026·高二·四川南充·期末)设,其中.则的最小值为( )
A.8 B.9 C. D.
【答案】B
【解析】设,则表示:,
,则直线的方程为,令,则,
所以直线与轴相交于点,
所以,
所以,当点P为时,等号成立,故的最小值为9.
故选:B.
变式8.(2026·高三·江西·开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点.当三角形三个内角均小于120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对的三角形三边的张角相等且均为120°.根据以上性质,.则的最小值为( )
A.4 B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意得:的几何意义为点到点的距离之和的最小值,
因为,,
,
所以,故三角形ABC为等腰直角三角形,,
取的中点,连接,与交于点,连接,故,,
因为,所以,故,则,
故点到三角形三个顶点距离之和最小,即取得最小值,
因为,所以,同理得:,,
,
故的最小值为.
故选:B
题型三:点到直线距离计算
例7.(2026·高二·广东广州·期中)已知实数x,y满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【解析】由,即为和,两点间的距离,
所以的最小值为即为到直线的距离,
即,
所以的最小值为1,
故选:D
例8.(2026·高二·江苏扬州·期中)已知的三个顶点分别为,则的面积为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】易得,,直线的方程为,即.
所以点到直线的距离为:.
所以的面积为:.
故选:B
例9.(2026·高二·河北张家口·期中)已知点,直线,则点到直线的距离为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】由点到直线的距离公式得,点到直线的距离为:
.
故选:D
变式9.(2026·高二·新疆哈密·期中)点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】点到直线的距离.
故选:C
变式10.(2026·高二·天津·阶段检测)已知,两点到直线的距离相等,则的值为( )
A.1 B.0 C. D.
【答案】D
【解析】已知点、到直线的距离相等,
根据距离公式可得,也即,
当时,解得;
当时,也即,显然不成立,故.
故选:D.
变式11.(2026·高二·吉林长春·阶段检测)已知,两点到直线的距离相等,则a的值为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【解析】由题意得,故,
两边平方得,解得或.
故选:D
变式12.(2026·高二·广东深圳·期中)已知、两点到直线的距离相等,则的值为( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【解析】因为、两点到直线的距离相等,
则,即,
可得或,解得或.
故选:D.
题型四:点线对称问题
例10.(2026·高二·吉林长春·期中)关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设关于直线的对称点为,
则,解得.
故选:A.
例11.(2026·高二·上海宝山·阶段检测)在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经、边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
建立直角坐标系,可得,故直线BC的方程为,
则三角形的重心为,即,
设,其中,则点P关于直线BC的对称点,
满足,解得,即,
易得P关于y轴的对称点,由光的反射原理可知四点共线,
直线的斜率为,故直线的方程为,
由于直线过三角形的重心,代入得,
化简得或(舍去),故,,,直线的方程为,
联立,解得,即点Q的坐标为,
则三角形的面积,
故选:A
例12.(2026·高二·浙江杭州·期中)点关于直线的对称点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设关于直线的对称点坐标为,
则,解得,故对称点坐标为,
故选:B
变式13.(2026·高二·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,
在直线中,斜率为,
垂直于直线且过点的直线方程为,即,
设两直线交点为,
由,解得:,
,
点关于直线的对称点的坐标为,
即.
故选:D.
变式14.(2026·高二·云南玉溪·期中)一光线过点,经倾斜角为的且过的直线反射后过点,则反射后的光线不会经过下列哪个点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】倾斜角为的且过的直线的方程为,即,
设点关于直线的对称点,则,
即,解得,即,
于是反射后的光线所在的直线方程为,即,
对于A:时,;
对于B:时,;
对于C:时,;
对于D:时,.
故选:D
变式15.(2026·高二·福建福州·期中)若直线与直线关于直线对称,则直线一定过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】易知直线恒过点,所以可得直线一定过关于直线的对称点;
设对称点坐标为,可得,解得,
即直线一定过定点.
故选:C
变式16.(2026·高二·湖南长沙·期中)已知直线,从点射出的光线经直线反射后经过点,则光线从到的路程为( )
A.2 B.3 C.5 D.6
【答案】C
【解析】设点关于直线的对称点为,则有解得,
因为光线从到的路程即的长,而.所以光线从到的路程为5.
故选:C.
题型五:线点对称问题
例13.(2026·高二·福建厦门·阶段检测)不论实数取何值时,直线都过定点,则直线关于点的对称直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由可得:,
令,解得:,
所以,设直线关于点的对称直线方程为:,
则到直线与的距离相等,
所以,解得:,即(舍去)或.
故直线关于点的对称直线方程为:.
故选:D.
例14.(2026·陕西宝鸡·一模)直线关于点对称的直线方程( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设所求直线上任一点为,则其关于点对称的点为,
因为点在直线上,
所以,化简得,
所以所求直线方程为,
故选:B
例15.(2026·高二·北京海淀·期中)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题设,关于对称的点必在上,若该点为,
∴,解得,即一定在直线上.
故选:C
变式17.直线关于点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得,故设,
在l上取点,则点关于点的对称点是,
所以,即,
故直线的方程为.
故选:C
变式18.平面直角坐标系中,直线关于点(1,1)对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】在直线关于点(1,1)对称的直线上任取一点,
则点关于点对称的点为,
依题意点在直线上,
所以,即,
所以直线关于点(1,1)对称的直线方程是.
故选:D
变式19.直线关于点对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设对称的直线方程上的一点的坐标为,
则其关于点对称的点的坐标为,
因为点在直线上,
所以即.
故选:D.
变式20.(2026·高一·黑龙江哈尔滨·阶段检测)与直线关于定点对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设对称的直线方程上的一点的坐标为(x,y).
则其关于点M(-1,2)对称的点的坐标为(-2-x,4-y),
∵(-2-x,4-y)在直线2x-y+3=0上,
∴2(-2-x)-(4-y)+3=0,
即:2x-y+5=0.
故选:C.
题型六:线线对称问题
例16.(2026·高二·福建厦门·阶段检测)在平面直角坐标系中,若直线l与直线关于直线对称,则直线l的方程为______.
【答案】
【解析】设直线上任意一点坐标为,它关于直线的对称点坐标为,
该对称点在原直线上,代入得: ,
整理得直线的方程:.
例17.(2026·高二·江苏连云港·阶段检测)直线关于直线对称的直线的方程是________.
【答案】
【解析】(方法1)联立,得两直线的交点为,
设直线的方程为,
直线上的点到直线与的距离相等,即,
解得或(舍去),故的方程是.
故答案为:.
(方法2:直线关于特殊直线对称)利用直线关于直线的对称直线为.
所以关于直线对称的直线为:,即.
故答案为:.
例18.(2026·高二·辽宁沈阳·阶段检测)求直线关于直线对称的直线方程为__________.
【答案】
【解析】解方程组得,即直线和直线的交点坐标为,
又是直线上一点,设它关于直线的对称点坐标为,
则,解得,
所以所求直线方程为,即.
故答案为:.
变式21.(2026·高二·广东阳江·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程__________.(用一般式方程表示).
【答案】
【解析】联立,得,则两直线的交点为,
在直线上取点,设其关于的对称点为,
则,得,则.
故直线关于直线的对称直线为,
又,所以直线,即.
故答案为:.
变式22.(2026·高二·宁夏石嘴山·阶段检测)直线关于直线对称的直线方程是______.
【答案】
【解析】联立方程组,解得,即两直线的交点为,
由方程,令,可得,即直线过点,
设点关于直线的对称点为,
则满足,解得,即,
所以,所以对称直线的方程为,即.
故答案为:.
变式23.(2026·高二·江苏南京·阶段检测)直线关于直线的对称直线方程为__________.
【答案】
【解析】设直线关于直线对称的直线为,
由得:,则点在直线上;
在直线上取一点,设其关于直线对称的点为,
则,解得:,即;
直线的方程为:,即.
故答案为:.
变式24.直线关于直线对称的直线方程为________
【答案】
【解析】设所求直线方程为,且,
直线与直线间的距离为,
则直线与直线间的距离为,又,得,
所以所求直线方程为,
故答案为:.
题型七:平行线间距离计算
例19.(2026·高二·上海·期中)平行线与之间的距离为________.
【答案】
【解析】由题设,两直线平行,故它们的距离.
例20.(2026·高二·广东潮州·期末)若,分别为两平行直线:,:上任意一点,则的值为______;的最小值为______.
【答案】
【解析】题空1:两条直线平行的条件是:对于,,
平行满足,且不重合,代入得:,
解得,验证,两直线不重合,故.
题空2:两平行直线上任意两点距离的最小值,就是两平行线之间的距离.
先将直线化为同系数形式:,
根据平行线距离公式可得:,
即的最小值为.
例21.(2026·高二·上海徐汇·期中)两平行直线与间的距离为______.
【答案】/
【解析】因为直线与平行,所以,解得,
即直线方程为,即,
故这两平行直线间的距离为.
变式25.(2026·高二·上海·阶段检测)直线与直线间的距离为__________.
【答案】
【解析】直线可化为:,则.
变式26.(2026·高二·浙江杭州·期中)平行直线与之间的距离是__________.
【答案】
【解析】由两条平行线间的距离公式得直线与之间的距离为.
变式27.(2026·高二·上海·阶段检测)已知,直线与直线互相平行,则它们之间的距离为_____.
【答案】/
【解析】因为直线与互相平行,
所以,解得,
所以直线为,即,
所以它们之间的距离为.
题型八:数学文化与新定义
例22.(2026·高二·福建宁德·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在位置为,若将军从点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为__________.
【答案】
【解析】如图,设点关于直线的对称点为,与直线的交点为,
所以直线的斜率,则直线的方程为,
联立,解得,即,
所以点的坐标为,
在直线上取点,由对称性可得,
所以,
当且仅当三点共线时,等号成立,
所以“将军饮马”的最短总路程为.
故答案为:.
例23.(2026·高二·内蒙古赤峰·阶段检测)唐代诗人李顾的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为__________.
【答案】
【解析】设点关于对称点,则,解得,
即,所以“将军饮马”的最短总路程为.
故答案为:
例24.(2026·高二·福建福州·阶段检测)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分.唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,则将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程的最小值为_____.
【答案】
【解析】设点关于的对称点为,
则,解得:,,即,
由对称性可知,,
则,如图饮马点为与的交点,
.
故答案为:.
变式28.(2026·高二·河北保定·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为____________.
【答案】
【解析】设关于直线的对称点,如下图所示:
则,解得,即
此时即为最短路程,易知.
所以最短总路程为.
故答案为:
变式29.(2026·高二·上海奉贤·期末)若点在曲线上,点在曲线上,定义.已知有两条直线分别为:,:,则________.
【答案】
【解析】直线的方程化为:,显然,
所以.
故答案为:
变式30.(2026·高二·广东深圳·期末)“曼哈顿距离”是人工智能中常用的一种测距方式.定义平面上两点,之间的“曼哈顿距离”为.对于平面上两定点,,若动点满足.记的轨迹为,则的面积为______.
【答案】10
【解析】由可得,即,
将代换,方程不变,可知曲线关于轴对称;
将代换,方程不变,可知曲线关于轴对称;
根据,对称性可知,只需讨论,即可.
此时,所以,
可得轨迹在第一象限内与轴和轴所围成的面积为,
所以的面积为.
故答案为:10.
1.(2026·高二·贵州黔南·阶段检测)已知点到直线的距离是,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【解析】易知点的轨迹为单位圆;
对于A,B,圆心O到直线的距离为,
则,当时等号成立,
所以或5取不到,因此A,B均错误;
对于C,D,由,可知点M到直线的最大距离,
即,解得,所以C正确,D错误.
2.(2026·高二·广东惠州·期中)若直线与直线平行,则两平行线间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为直线与直线平行,所以,解得,
因此直线与直线两平行线间的距离为
故选:D.
3.(2026·高二·天津滨海新区·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为直线与直线平行,
所以,解得,
则直线与直线之间的距离是.
故选:C
4.(2026·高二·四川自贡·期末)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.函数下列结论正确的是( )
A.的最小值为6 B.的最小值为
C.方程6有两解 D.方程7无解
【答案】B
【解析】因为,所以的几何意义是轴上的动点到两个定点和的距离之和,,作点关于轴的对称点,,当,,三点共线时,取得最小值,
,所以,故A错误,B正确,
因为,所以无解,故C错误,因为,所以有两解,故D错误.
故选:B.
5.(2026·高三·河北保定·期末)已知,点在函数的图象上,则的面积( )
A.既有最大值,也有最小值 B.没有最大值,但有最小值
C.有最大值,但没有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值
【答案】C
【解析】已知,得到直线的方程为,
设,因为,
点C到直线AB的距离为;
三角形面积公式为,
因为 ,所以,所以.
所以面积有最大值1,无最小值.
故选:C.
6.在平面直角坐标系中,记平面内一动点(),若点在直线上,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【解析】如图:
作点关于直线的对称点,则.
设,则有,解得,所以.
已知点,则,
而,所以点到轴的距离为,
所以可理解为直线上的点到轴的距离与到的距离之和.
过作轴,由图知,当且仅当,,三点共线时,和有最小值.
因直线与轴交于点,此时轴,且,
由图知,当点移动到点时,取得最小值为4.
故选:B.
7.(2026·高二·江西萍乡·期末)已知点在直线上运动,点,则的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】D
【解析】设点关于直线的对称点为,
则,解得,故,
所以,
所以,即当三点共线时取得最大值.
故选:D.
8.人脸识别是基于人的脸部特征进行身份识别的一种生物识别技术.主要应用距离测试样本之间的相似度,常用测量距离的方式有3种.设,,则欧几里得距离;曼哈顿距离,余弦距离,其中(为坐标原点).若点,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,则,即,
可知表示正方形,如图,其中,即点在正方形的边上运动,
因为,由图可知:
当取到最小值,即最大,
点有如下两种可能:
①点为点,则,可得;
②点在线段上运动时,此时与同向,不妨取,
则;
因为,所以的最大值为.
故选:C.
9.(多选题)(2026·高二·安徽蚌埠·期末)已知,则下列说法正确的是( )
A.直线MN的倾斜角为 B.点到直线的距离为1
C.点在直线上 D.直线与直线MN平行
【答案】AB
【解析】由题意得,直线的斜率为,
设直线MN的倾斜角为,则,得,故A正确;
点到直线的距离为,故B正确;
因为,所以点不在直线上,故C错误;
直线的斜率为1,与直线的斜率相等,
将点代入直线,有,说明点在该直线上,
因此,直线与直线为同一条直线(重合),而非平行,故D错误.
故选:AB
10.(多选题)(2026·高二·福建龙岩·期中)已知直线与,则下列选项正确的是( )
A.若,则或 B.若,则
C.直线恒过点 D.若,则,之间的距离为
【答案】BCD
【解析】对A:若,则,解得或,
当时,两直线方程分别为,,符合题意;
当时,两直线方程分别为,,
此时两直线重合,不符合题意;
综上,,故A不正确;
对B:若,则,
解得或,故B正确;
对C:令,得,所以恒过点,故C正确;
对D:若,由A知,,
所以直线,的方程分别为,,
所以,之间的距离为,故D正确.
故选:BCD.
11.(2026·湖北宜昌·二模)已知坐标原点到直线的距离为,则的最大值为___________.
【答案】
【解析】因为坐标原点到直线的距离为,则,整理得到,
令,则,其中,
所以,当且仅当时取等号,
故的最大值为.
12.(2026·高二·山东淄博·期中)点到直线为任意实数)的距离的最大值是______.
【答案】
【解析】由,得.
当时,,所以直线恒过定点.
所以.
由点到线的距离性质可知,点到直线的距离的最大值
即为点到定点的距离,等于.
故答案为:.
13.(2026·高二·甘肃张掖·期末)已知直线与平行,且与间的距离是,则______.
【答案】或23
【解析】直线与平行,所以,解得,
所以直线的方程为,即为.
因为直线与间的距离是,即,
所以,解得或,
所以或.
故答案为:或23
14.(2026·高二·广东深圳·阶段检测)已知直线(其中).
(1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线与直线平行,求它们之间的距离.
【解析】(1)由直线与直线垂直,可得,解得,
将代入直线方程中,化简可得直线方程为;
(2)由直线与直线平行,可得,解得,
将代入直线方程中,化简可得直线方程为,
设直线与直线间的距离为,由平行线间的距离公式可得:
,
即直线与直线间的距离为.
15.(2026·高二·河南驻马店·期末)已知直线,,.
(1)若,为直线上的点,且,,求直线,的方程;
(2)若,求实数的值及,间的距离.
【解析】(1)由条件,,
因为,,则,即有
当时,,;
当时,,.
(2)当时,必有,且与不重合.
若时,与重合,不符合题意,舍去,
时,
此时,与间的距离为.
16.(2026·高二·浙江台州·期末)已知的三个顶点是.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求的面积.
【解析】(1)直线的斜率为,
所以边所在直线的方程为,即.
(2)线段,
设为点到直线的距离,则,
.
即的面积为.
17.(2026·高二·北京朝阳·阶段检测)已知两直线,,两直线的交点为M.
(1)求过点M,且与直线垂直的直线方程;
(2)已知两点,,
①求过点M,且与A,B两点距离相等的直线方程;
②动点P在直线运动,直接写出的最小值.
【解析】(1)联立方程,解得,所以交点为,
因为所求直线垂直于直线,所以所求直线的斜率为,
故所求直线方程为,即.
(2) ①因为、,所以直线的斜率为1,与直线平行,
所以A,B两点到的距离相等.
、的中点为,直线的方程,
A,B两点到的距离相等.
所以过点,且与,两点距离相等的直线方程或.
②设点关于直线对称的点为,
则,解得,即;
则,故的最小值为.
18.(2026·高二·山东临沂·期中)已知直线经过直线与的交点.
(1)若点到直线的距离为1,求直线的方程;
(2)求点到直线的距离的最大值及此时直线的方程.
【解析】(1)解方程组得
即直线的交点为.
由题意得,当直线的斜率不存在时,直线的方程为,
点到直线的距离为1,符合题意,所以直线的方程为.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即,
则点到直线的距离为.
由题意,得,解得,
所以直线的方程为,化为一般式,得.
综上,直线的方程为或.
(2)由(1)得直线过点,所以点到直线的距离的最大值为.
因为,所以.
当点到直线的距离最大时,直线与直线垂直.
直线的斜率为,所以直线的斜率为1,
所以直线的方程为,即.
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